密集杂波环境下多目标跟踪算法

基于快速数据关联FAFDA(fastalgorithmfordataassociation)滤波算法,根据Houles和Shalom将概率数据关联PDA(ProbabilisticDataAssociation)算法推广到解决两个传感器单目标的跟踪问题的思路,构造了一种两个同类传感器的序列观测数据的融合来跟踪多个机动目标的数据关联方法MSFAFDA(multiplesensorfastalgorithmfordataassoci ation)。本方法主要使用的是点 航迹联合和序列估计法,蒙特卡洛仿真结果表明方法对多机动目标的跟踪具有比FAFDA更好的跟踪性能。     

杂波环境下基于最大熵模糊聚类的JPDA算法

针对杂波环境下的多目标跟踪数据关联存在跟踪精度低、实时性差的问题,提出了一种基于最大熵模糊聚类的联合概率数据关联算法(joint probabilistic data association algorithm based on maximum entropy fuzzy clustering, MEFC-JPDA)。首先,采用最大熵模糊聚类求得的隶属度初步表征目标与有效量测之间的关联概率。其次,采用基于目标距离的量测修正因子对关联概率进行调整,并建立关联概率矩阵。最后,结合卡尔曼滤波算法,对目标的状态进行加权更新。仿真结果表明,所提算法在杂波环境下的跟踪性能相比现有的两种关联算法有较大提升,是一种有效的多目标跟踪数据关联算法。     

基于幅值信息的联合概率数据关联粒子滤波算法

针对非线性非高斯环境下多目标被动跟踪的低可观测问题,将粒子滤波、联合概率数据关联和量测的幅值信息相结合,提出了一种基于幅值信息的联合概率数据关联粒子滤波算法。将联合概率数据关联算法中的关联似然与幅值似然比相结合,利用粒子滤波算法进行跟踪滤波,用幅值量测来改善低可观测条件下的目标跟踪性能。仿真结果表明,该算法提高了数据关联的可靠性和目标跟踪的精度。     

基于量测转换方法的概率数据关联算法

针对在使用雷达跟踪目标应用中,目标运动模型通常线性地建模在直角坐标系内,而量测数据由传感器获得的实际情况,提出了基于量测转换方法的概率数据关联算法。推导了该算法中相关的滤波估计、滤波误差协方差和数据关联概率,并且提出了跟踪门的确定方法。仿真结果表明了新算法的可行性和有效性。     

基于粒子滤波的弱目标检测前跟踪算法

针对低信噪比条件下弱目标的实时检测与跟踪,提出了一种基于粒子滤波,结合序贯概率比检验和固定样本长度似然比检验的递归检测前跟踪算法。粒子滤波用以解决跟踪中的非线性和非高斯问题;序贯概率比检验通过序贯累积多帧观测数据来提高信噪比,以最小时延检测到目标存在;固定样本长度似然比检验,通过选择合理的样本长度,保证持续检测到目标,且无延迟检测目标消失。仿真试验表明,该算法有着良好的检测与跟踪性能。     

基于信息融合的机动多目标单站无源跟踪关键技术研究

跟踪起始与数据关联是机动多目标单站无源跟踪的关键技术。提出了一种基于目标多特征信息融合的自适应跟踪起始算法，通过构造多维动态可变的跟踪门，进行自适应跟踪起始检测，然后根据序列概率比检验准则进行轨迹确认。同时提出了一种基于多目标多特征信息融合的数据关联算法，首先通过定义多个特征数据关联度，将单个有效观测的多特征信息进行融合，再对多目标进行综合数据关联。计算机仿真表明，该跟踪起始算法能够快速有效地进行航迹起始，数据关联算法的性能要优于传统的最近邻（NN）方法。     

单脉冲雷达扫描方式分析与仿真

针状波束单脉冲雷达作为跟踪雷达对目标进行跟踪时,首先需要在指定空域完成目标的搜索捕获,而后再进入跟踪状态。雷达扫描方式的不同对目标的捕获性能特别是捕获概率的影响也较大。基于已有的研究对几种常用的扫描方式进行了分析与仿真,比较了各自的优劣情况,给出一种最优化思想及实现方法。仿真结果表明,螺旋形扫描性能最好,但是对系统性能要求较高,栅形扫描对系统要求较低,但扫描性能最差,其他扫描方式性能居于上述扫描方式之间。     

分布式干扰下组网雷达目标检测与跟踪技术

针对分布式干扰下组网雷达目标检测与跟踪,提出一种基于分布式干扰下雷达量测模型的跟踪技术。该跟踪技术包括分布式干扰下量测模型和组网雷达序贯滤波跟踪两部分,分布式干扰下量测模型根据雷达采取抗干扰措施前后的接收机输入端的信干比分别计算检测概率,进而模拟传感器在分布式干扰下对目标的检测情况。在组网雷达序贯滤波中,首先对分布式干扰下各雷达的量测数据进行串行合并和点迹合成,然后采用基于交互多模型的序贯滤波方法对压缩后的数据进行跟踪。该检测与跟踪技术可模拟出雷达在分布式干扰下因检测概率下降造成的目标暂消现象,提高组网雷达跟踪航迹的连续性和稳定性。仿真结果证明了该技术的可行性和有效性。     

基于概率数据关联的雷达导引头抗速度拖引干扰算法

针对在速度拖引干扰下, 脉冲多普勒雷达导引头无法精确跟踪、制导目标的问题, 提出了基于概率数据关联的抗速度拖引干扰算法。对于雷达导引头角度测量信息和Doppler测量信息, 采用序贯扩展卡尔曼滤波算法进行目标状态估计。根据Doppler信息强非线性的特点构建了伪量测信息, 并提出了在Doppler量测更新滤波估计阶段，采用概率数据关联算法进行抗速度拖引干扰。给出了算法的推导过程, 并进行了数值仿真验证。仿真结果表明, 采用该算法能够稳定跟踪释放多重速度拖引干扰的目标, 有效抑制速度拖引干扰对制导信息估计的影响, 改善导弹的制导精度。     

基于群目标的多目标关联算法研究

针对群目标跟踪数据关联的特点以及多目标跟踪数据关联经典的联合概率数据关联算法存在的计算量大与假设条件苛刻等问题,提出了基于群目标的多目标概率数据关联算法GJPDA（Group-target joint probability data association）。该算法首先把跟踪空间内的所有回波看作一个群,跟踪空间中任一关联门内的所有回波看作一个子群,通过关联门是否交叉、多少回波位于关联门交叉区内的判别及其相对于不同关联中心概率的计算,确定交叉区域内回波的归属。以每一个关联门内所有回波的等效回波为量测实现多群目标跟踪。仿真结果表明了该算法的有效性。     

基于三角稳定的海上目标航迹抗差关联算法

针对现有航迹抗差关联算法缺乏对海上目标航迹特点和规律的考虑、实际应用效果差的问题，根据典型的实测数据对比分析结果，结合海上目标位置变化慢、空间拓扑关联稳定的特点，以三角形稳定结构为基础，设计了适用于海上目标航迹的抗差关联算法。首先，构建拓扑三角形，通过三角形匹配系数和航迹图匹配系数进行阈值判断，得到航迹对的关联系数。其次，保留其中最大关联系数，构建航迹对关联系数矩阵。最后，采用最大关联系数和阈值判别原则，输出关联航迹。实测数据验证结果表明，所提算法成功实现了所有航迹的有效关联，明显优于对比算法，具有较强的稳定性和鲁棒性，可有效解决实际中海上目标航迹关联问题，实用性强。     

New computing method of weighted coefficients for tracking a maneuvering target using PDAF in the presence of clutter

To avoid or reduce the influence of unpredictable motion mode on data association, a new computing method of weighted coefficients of measurements for PDAF is presented in which it is assumed that the current turn rate of a maneuvering target changes within a limited range and its turn may be in arbitrary direction during data association. Thus, the predicted center for computing the weighted coefficients is a curved surface in 3-D space, which differs from the predicted center for setting up a validation gate, namely, a point in 3-D space. The distance between a measurement and the curved surface is used to compute its weighted coefficient. To reduce the computational complexity of weighted coefficients, the formulas for computing the maneuvering direction angle and turn rate corresponding to a measurement are presented. Simulation results show the proposed method reduces the percentage of lost tracks and improves the state estimation accuracy in tracking a maneuvering target using PDAF in the presence of clutter.     

基于三角稳定的海上目标航迹抗差关联算法

针对现有航迹抗差关联算法缺乏对海上目标航迹特点和规律的考虑、实际应用效果差的问题，根据典型的实测数据对比分析结果，结合海上目标位置变化慢、空间拓扑关联稳定的特点，以三角形稳定结构为基础，设计了适用于海上目标航迹的抗差关联算法。首先，构建拓扑三角形，通过三角形匹配系数和航迹图匹配系数进行阈值判断，得到航迹对的关联系数。其次，保留其中最大关联系数，构建航迹对关联系数矩阵。最后，采用最大关联系数和阈值判别原则，输出关联航迹。实测数据验证结果表明，所提算法成功实现了所有航迹的有效关联，明显优于对比算法，具有较强的稳定性和鲁棒性，可有效解决实际中海上目标航迹关联问题，实用性强。     

模糊数据互联滤波器及其在机动目标跟踪中的应用

为解决机动目标跟踪过程中的数据关联问题，提出了模糊数据互联滤波器，分析了其工作机理，并将其应用于机动目标跟踪中。与概率数据互联滤波器不同，在进行数据关联时，模糊数据互联滤波器饭定目标当前转弯率在一定范田内取位，其预测中心不再是一个点，而是一线段；在计算洲量的权重系数时，依据的是洲量距该线段的距离。仿真实验表明，杂波环境下对机动目标跟踪时，采用模糊数据互联滤波器降低了航迹丢失率。     

基于辐射能量缩减约束的双机雷达协同目标跟踪方法

辐射能量减缩是提高机载雷达射频隐身性能的有效途径。针对目标跟踪过程中辐射能量的减缩量约束, 首先通过分析双机雷达协同的目标回波信噪比, 分别从双机与目标距离比和目标雷达散射截面积推导了其对雷达总辐射能量减缩值的贡献; 然后针对雷达目标跟踪过程中的采样间隔算法, 分析了基于滤波残差的递推法与其他两种方法的目标跟踪精度与仿真计算效率; 最后利用交互式多模型卡尔曼滤波算法与基于滤波残差的递推采样间隔法仿真, 验证了目标跟踪过程中双机雷达辐射能量的减缩量, 并仿真了有源无源协同目标跟踪对双机雷达总辐射能量减缩值的贡献。实验结果表明，本文设计的跟踪策略具有更佳的隐身性能。     

基于PDAF和线性预测的实时小目标跟踪算法

根据红外图像中小目标的典型特征提出了一种新的小目标检测算法。利用图像小目标的微分几何特性,计算图像的最小法向曲率,并以此为阈值,获得小目标的候选区对象,以实现目标检测。针对复杂背景下跟踪过程出现背景杂波干扰或目标受到遮挡时,出现目标消失的问题,提出了一种基于概率数据互联滤波器和线性预测技术相结合的实时跟踪算法,以提高目标跟踪的稳定性和精度。最后,利用实际录制的图像序列进行仿真实验,可准确跟踪信噪比不小于2、运动速度为1帧/像素的目标,验证了算法的有效性和实时性。     

快速JPDA算法的递归和并行实现

联合概率数据关联算法（ＪｏｉｎｔＰｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃＤａｔａＡｓｏｃｉａｔｉｏｎ，ＪＰＤＡ）是密集杂波环境下一种良好的多目标数据关联跟踪算法。但是，当目标的数目增大时，关联概率计算时的计算量爆炸效应一直是一个难题。为降低计算量，有不少文献讨论了次优ＪＰＤＡ算法，但都是以降低关联跟踪性能为代价的。本文将从联合关联事件的构造出发，讨论关联假设事件的分层构造以达到降低计算量的目的。这里的层次可从０取值到某一Ｌ值，０层表示没有任何目标能够跟当前的观测数据关联。Ｌ层表示共有Ｌ个目标可以跟当前扫描得到的观测数据相关联。本文在关联事件的构造中，各层次的搜索具有递归性并可以独立进行，因而可以并行实现。文中还将本文的方法跟有关文献作了比较，并且给出相应的计算机仿真实验及其结果     

一种单站纯方位目标跟踪算法研究

纯方位目标跟踪是水下目标定位跟踪的重要问题。伪线性估计算法是主要的纯方位目标跟踪算法中之一,在水下目标定位跟踪领域中得到了广泛的应用,其计算简单,但估计结果严重有偏。为了克服伪线性估计算法的估计有偏性,提出一种新的辅助变量方法,利用过去观测的三个方位来预测当前方位,从而消除该算法的估计偏差,得到理论上无偏的修正伪线性估计算法。通过多次计算机仿真计算,表明该算法是一种递推、稳定以及无偏的估计算法。     

New deghosting method based on generalized triangulation

A new deghosting method baaed on the generalized triangulation is presented. First, two intersection points corresponding to the emitter position are obtained by utilizing two azimuth angles and two elevation angles from two jammed 3-D radars (or 2-D passive sensors). Then, hypothesis testing baaed deghosting method in the multiple target scenarios is proposed using the two intersection points. In order to analyze the performance of the proposed method, the correct association probability of the true targets and the incorrect association probability of the ghost targets are defined. Finally, the Monte Carlo simulations are given for the proposed method compared with the hinge angle method in the cases of both two and three radars. The simulation results show that the proposed method has better performance than the hinge angle method in three radars case.     

几种典型情况下的航迹关联研究

分布式多传感器位置层的航迹关联，旨在对来自多个局部节点的航迹是否对应着同一目标做出判决。航迹关联的难点体现在处理几种典型情况，即航迹分叉、合并、相交。在对三种情况的物理背景进行分析的基础上，对目前的航迹关联算法进行了修改和优化。仿真表明，修改之后的算法在这三种情况下都保持比较高的关联率，同时，这些算法在结构与计算流程上得到了统一，从而为其工程实现提供了一个公共的框架。